CN108832575A - 一种悬浮式输电线路除冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种悬浮式输电线路除冰装置，包括除冰基座，设置在所述除冰基座上的悬浮机构，设置在所述除冰基座上的移动机构，设置在所述除冰基座上的辅助支撑机构，设置在所述除冰基座上的除冰机构，以及设置在所述除冰基座上用于对悬浮机构、移动机构、辅助支撑机构和除冰机构进行协调控制的控制机构；该发明不仅不增加输电线路负载质量顺利除冰，而且能够减少悬挂的难度。

Description

一种悬浮式输电线路除冰装置

技术领域

本发明涉及输电线路除冰设备技术领域，具体涉及一种悬浮式输电线路除冰装置。

背景技术

触电线路覆冰灾害，是影响输电线路在冬季运行安全的主要因素之一，其主要原因是其上附着大量的冰块，从而导致输电线路质量增大，当承载质量超过一定程度时，则会发生塔杆倒塌，从而造成输电线路瘫痪的现象，其解决方案有两种一种是增强输电线路的设计强度，一种是及时进行除冰，而现有的除冰装置，分为手持式、悬挂式或无人机的方式，手持式最为原始，会增加操作者的操作难度，而悬挂式其会增加输电线路的质量，采用无人机的方式会增加能源的消耗。

在授权公告号为CN103414136A中公开了一种架空输电线路带电除冰装置，包括绝缘型除冰棒，所述除冰棒通过载体架设置在输电线路的一侧，载体架上设置有驱动机构；所述载体架包括平行设置的两根竖杆，两根竖杆之间通过平行设置的至少两根横杆定位；所述每根竖杆的顶端分别通过悬挂机构悬挂在输电导线上；所述除冰棒垂直设置在第一横杆伸出竖杆的端部，除冰棒的高度与竖杆的顶端高度相应；所述驱动机构包括驱动轮以及缠绕在驱动轮上绝缘传动绳。该发明虽然结构简单，但依然采用悬挂的方式，依然会增加输电线路的质量，且挂取不便。

在授权公告号为CN103701081A中公开了一种输电线路除冰机器人，属于机械领域。整体采用三个手臂悬挂对称式布置机构，采用两个驱动行走模块和一个辅助行走模块相结合的模式；动行走模块布置在机器人前后两端，辅助行走模块布置在中央，整体上前后对称；越障模块分别与驱动行走模块、辅助行走模块集成，稳定模块与辅助行走模块连接一起，布置在机器人居中的位置，除冰模块布置在后面的驱动行走模块与辅助行走模块之间。优点在于：本发明可以实现“行走-越障-除冰”等功能，完成对输电线路附冰的清理工作，达到维护输电线路的目的；其依然采用悬挂式，使得挂取困难，增加输电线路的承载质量。

综上，需要一种不仅不增加输电线路负载质量顺利除冰，而且能够减少悬挂的难度的悬浮式输电线路除冰装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种悬浮式输电线路除冰装置，不仅不增加输电线路负载质量顺利除冰，而且能够减少悬挂的难度的悬浮式输电线路除冰装置。

为解决上述问题，本发明提供一种悬浮式输电线路除冰装置，包括除冰基座，设置在所述除冰基座上的悬浮机构，设置在所述除冰基座上的移动机构，设置在所述除冰基座上的辅助支撑机构，设置在所述除冰基座上的除冰机构，以及设置在所述除冰基座上用于对悬浮机构、移动机构、辅助支撑机构和除冰机构进行协调控制的控制机构；

所述除冰机构包括设置在所述除冰基座上的第三两轴云台，设置在所述第三两轴云台上的第三辅助支撑伸缩杆，设置在所述第三辅助支撑伸缩杆端部的第四两轴云台，设置在所述第四两轴云台上的第四辅助支撑伸缩杆，设置在所述第四辅助支撑伸缩杆端部的环型板，设置在所述环型板上的多个除冰电机，设置在所述除冰电机输出轴上的除冰钢刷。

所述悬浮机构包括设置在所述除冰基座上且由多个气囊组成的悬浮气囊，设置在所述悬浮气囊上且与各个气囊相连通的第一三通电磁阀，所述第一三通电磁阀的出口端均通过连接管与设置在所述除冰基座上的第一压缩罐相连通。

所述除冰基座上设置与所述悬浮气囊相配合的防撞金属网。

所述移动机构包括设置在除冰基座周侧的椭圆型轨道，所述椭圆型轨道上设置多个定滑轮，设置在多个定滑轮上的皮带，设置在除冰基座上且与一所述定滑轮相配合的转向电机，设置在所述皮带上的螺旋桨模块。

所述螺旋桨模块包括设置在所述皮带上的螺旋桨保护框，设置在所述螺旋桨保护框内的螺旋桨驱动电机，设置在所述螺旋桨驱动电机输出轴上的螺旋桨，设置在所述螺旋桨后部且位于所述螺旋桨保护框上的导流电机，以及设置在所述导流电机输出轴上且与所述螺旋桨相配合的导流板。

所述第一压缩罐内设置氦气、氢气或氖气。

所述辅助支撑机构包括设置在所述除冰基座上的第一两轴云台，设置在所述第一两轴云台上的第一辅助支撑伸缩杆，设置在所述第一辅助支撑伸缩杆端部的第二两轴云台，设置在所述第二两轴云台上的第二辅助支撑伸缩杆，设置在所述第二辅助支撑伸缩杆端部的且与输电线路相配合的电磁夹。

所述控制机构包括设置在所述除冰基座上的CPU，与所述CPU信号互联的风向传感器和风速传感器，与所述CPU信号互联的高清摄像头，与所述CPU信号互联且设置在除冰基座中心的MEMS陀螺仪和MEMS加速计，与所述CPU信号互联的可充电锂电池，与所述CPU信号互联的数据传输模块，与所述数据传输模块无线信号互联的平板电脑。

一种悬浮式输电线路除冰装置的使用方法：

S1：携带装置至待处理的输电线路附近，检查核实各个构件是否正常工作，然后通过平板电脑控制多个第一三通电磁阀向悬浮气囊中充气，从而使得装置在悬浮气囊的带动下，漂浮至输电线路附近；

S2：CPU根据风速传感器与风向传感器获得的风速数据与风向数据，通过转向电机将螺旋桨调整与风向相反的方向，且调整螺旋桨转速能够抵消风速，确保本装置能够顺利上升至输电线路附近；

S3：然后通过第一三通电磁阀排除其中气体，避免继续上升，实现装置在空中悬浮，然后通过高清摄像头锁定导线的坐标并通过辅助支撑机构使得电磁夹与输电线路进行固定；

S4：通过除冰机构中的辅助支撑伸缩杆与两轴云台使得环型板贴近输电线路的覆冰层，并开启除冰电机使得除冰钢刷进行除冰工作。

S5：在检测到需要大量除冰时，则会调整螺旋桨的位置，并调整适宜的角度与转速沿输电线路行走，实现持续除冰的效果；

S6：在完成除冰后，解除除冰机构与辅助支撑机构对输电线路的工作，并通过平板电脑控制本装置返回操控人员处，完成整个工作。

本发明针对现有技术中存在悬挂式挂取困难，且会增大输电线路承载质量的现象，提供一种不仅不增加输电线路负载质量顺利除冰，而且能够减少悬挂的难度的悬浮式输电线路除冰装置；其以除冰基座为基体，在其上设置悬浮机构确保本装置能够无动力实现空中悬浮，而设置的移动机构保证了本装置能够在空中位置移动，更好的进行除冰，而设置的辅助支撑机构能够在作业时将本装置与输电线路很好的结合在一起，避免除冰作业或出现大风天气时造成的本装置工作环境不稳定的现象，而设置的控制机构能够更好的对本装置进行协调控制，实现更为高效的除冰效果。

另外，采用的悬浮机构包括设置在除冰基座上且由多个气囊组成的悬浮气囊，能够针对单一气囊进行充气实现浮力调整，而设置的第一三通电磁阀能够实现对每个悬浮气囊的浮力调整，能够避免在出现一个破裂后整体坠落的现象，而设置的第一压缩罐，能够在其中设置氦气、氖气或氢气的一种，确保充入悬浮气囊中的气体能够产生大量的浮力，确保本装置能够漂浮在空中；为了避免在漂浮过程中出现碰撞破裂的现象，在除冰基座上设置防撞金属网来确保结构的稳定性。

另外，采用的移动机构包括设置在除冰基座周侧的椭圆型轨道，在轨道上设置多个定滑轮，并在多个定滑轮上设置皮带，为了实现更好的转向功能，在其中一定滑轮上设置转向电机，实现螺旋桨模块的位置调整，更利于方向的移动；而设置的螺旋桨模块包括设置在皮带上的螺旋桨保护框，避免螺旋桨出现碰撞造成的损伤与输电线路损伤现象，而在螺旋桨保护框上设置的螺旋桨驱动电机能够保证为螺旋桨提供足够的推力，而设置在螺旋桨保护框上的导流电机能够调整导流板的方向，从而使得本装置在空中移动时更加灵活。

另外，采用的辅助支撑机构包括设置在除冰基座上的第一两轴云台，设置在第一两轴云台上的第一辅助支撑伸缩杆，以及第二两轴云台与第二辅助支撑伸缩杆，使得电磁夹更加灵活的对输电线路进行夹持，同样的采用的除冰机构也为两个两轴云台与两个支撑伸缩支撑杆配合的方式，确保了环型板能够与输电线路紧密配合，而其上设置的除冰电机能够更好的带动除冰钢刷对冰块进行清除，且会减轻对线路的损伤。

另外，采用的控制机构包括设置在除冰基座上的CPU，当然还可采用PLC控制的方式，与其信号互联的风向传感器和风速传感器，使得与MEMS陀螺仪和MEMS加速计配合使用时，能够更好的实现悬浮与移动，为了确保除冰的效果与移动的效果以及夹持的精准性，设置了高清摄像头进行图像识别，而采用的数据传输模块能够确保数据传递的稳定性，其可以采用蓝牙信号传递，还可采用红外信号传递，当然优选的采用4G信号传递，确保本装置的稳定性，而设置的可充电锂电池能够保证结构运行的稳定性，采用平板电脑作为遥控的方式，能够保证该结构操控的快捷性，当然还可采用智能手机的方式。

附图说明

图1为本发明悬浮式输电线路除冰装置的结构示意图；

图2为本发明A处的放大结构示意图；

图3为本发明除冰机构的结构示意图；

图4为本发明辅助支撑机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-4，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

一种悬浮式输电线路除冰装置，包括除冰基座3，设置在所述除冰基座3上的悬浮机构，设置在所述除冰基座3上的移动机构，设置在所述除冰基座3上的辅助支撑机构7，设置在所述除冰基座3上的除冰机构6，以及设置在所述除冰基座3上用于对悬浮机构、移动机构、辅助支撑机构和除冰机构进行协调控制的控制机构；

所述除冰机构6包括设置在所述除冰基座3上的第三两轴云台61，设置在所述第三两轴云台61上的第三辅助支撑伸缩杆62，设置在所述第三辅助支撑伸缩杆62端部的第四两轴云台63，设置在所述第四两轴云台63上的第四辅助支撑伸缩杆64，设置在所述第四辅助支撑伸缩杆64端部的环型板65，设置在所述环型板65上的多个除冰电机67，设置在所述除冰电机67输出轴上的除冰钢刷66。

所述悬浮机构包括设置在所述除冰基座3上且由多个气囊1组成的悬浮气囊，设置在所述悬浮气囊上且与各个气囊1相连通的第一三通电磁阀14，所述第一三通电磁阀14的出口端均通过连接管5与设置在所述除冰基座3上的第一压缩罐4相连通。

所述移动机构包括设置在除冰基座3周侧的椭圆型轨道，所述椭圆型轨道上设置多个定滑轮12，设置在多个定滑轮12上的皮带13，设置在除冰基座3上且与一所述定滑轮12相配合的转向电机15，设置在所述皮带13上的螺旋桨模块。

所述螺旋桨模块包括设置在所述皮带13上的螺旋桨保护框20，设置在所述螺旋桨保护框20内的螺旋桨驱动电机16，设置在所述螺旋桨驱动电机16输出轴上的螺旋桨19，设置在所述螺旋桨19后部且位于所述螺旋桨保护框20上的导流电机17，以及设置在所述导流电机17输出轴上且与所述螺旋桨19相配合的导流板18。

所述第一压缩罐4内设置氦气。

所述辅助支撑机构7包括设置在所述除冰基座3上的第一两轴云台71，设置在所述第一两轴云台71上的第一辅助支撑伸缩杆72，设置在所述第一辅助支撑伸缩杆72端部的第二两轴云台73，设置在所述第二两轴云台73上的第二辅助支撑伸缩杆74，设置在所述第二辅助支撑伸缩杆74端部的且与输电线路相配合的电磁夹75。

所述控制机构包括设置在所述除冰基座3上的CPU11，与所述CPU11信号互联的风向传感器21和风速传感器23，与所述CPU信号互联的高清摄像头8，与所述CPU信号互联且设置在除冰基座中心的MEMS陀螺仪9和MEMS加速计10，与所述CPU信号互联的可充电锂电池2，与所述CPU信号互联的数据传输模块22，与所述数据传输模块22无线信号互联的平板电脑。

实施例二

其与实施例一的区别在于：所述除冰基座3上设置与所述悬浮气囊相配合的防撞金属网。

该实施例中采用的防撞金属网优选的设置在气囊表面，且采用弹性钢带的方式。

实施例三

其与实施例二的区别在于：所述第一压缩罐4内设置氢气。

该实施例中采用的压缩气体为氢气，由于处于低温环境中，且产生较好的浮力，因此危险性较低。

实施例四

一种悬浮式输电线路除冰装置的使用方法：

S1：携带装置至待处理的输电线路附近，检查核实各个构件是否正常工作，然后通过平板电脑控制多个第一三通电磁阀向悬浮气囊中充气，从而使得装置在悬浮气囊的带动下，漂浮至输电线路附近；

S2：CPU根据风速传感器与风向传感器获得的风速数据与风向数据，通过转向电机将螺旋桨调整与风向相反的方向，且调整螺旋桨转速能够抵消风速，确保本装置能够顺利上升至输电线路附近；

S3：然后通过第一三通电磁阀排除其中气体，避免继续上升，实现装置在空中悬浮，然后通过高清摄像头锁定导线的坐标并通过辅助支撑机构使得电磁夹与输电线路进行固定；

S4：通过除冰机构中的辅助支撑伸缩杆与两轴云台使得环型板贴近输电线路的覆冰层，并开启除冰电机使得除冰钢刷进行除冰工作。

S5：在检测到需要大量除冰时，则会调整螺旋桨的位置，并调整适宜的角度与转速沿输电线路行走，实现持续除冰的效果；

S6：在完成除冰后，解除除冰机构与辅助支撑机构对输电线路的工作，并通过平板电脑控制本装置返回操控人员处，完成整个工作。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种悬浮式输电线路除冰装置，其特征在于：包括除冰基座，设置在所述除冰基座上的悬浮机构，设置在所述除冰基座上的移动机构，设置在所述除冰基座上的辅助支撑机构，设置在所述除冰基座上的除冰机构，以及设置在所述除冰基座上用于对悬浮机构、移动机构、辅助支撑机构和除冰机构进行协调控制的控制机构；

所述除冰机构包括设置在所述除冰基座上的第三两轴云台，设置在所述第三两轴云台上的第三辅助支撑伸缩杆，设置在所述第三辅助支撑伸缩杆端部的第四两轴云台，设置在所述第四两轴云台上的第四辅助支撑伸缩杆，设置在所述第四辅助支撑伸缩杆端部的环型板，设置在所述环型板上的多个除冰电机，设置在所述除冰电机输出轴上的除冰钢刷。

2.如权利要求1所述的悬浮式输电线路除冰装置，其特征在于：所述悬浮机构包括设置在所述除冰基座上且由多个气囊组成的悬浮气囊，设置在所述悬浮气囊上且与各个气囊相连通的第一三通电磁阀，所述第一三通电磁阀的出口端均通过连接管与设置在所述除冰基座上的第一压缩罐相连通。

3.如权利要求2所述的悬浮式输电线路除冰装置，其特征在于：所述移动机构包括设置在除冰基座周侧的椭圆型轨道，所述椭圆型轨道上设置多个定滑轮，设置在多个定滑轮上的皮带，设置在除冰基座上且与一所述定滑轮相配合的转向电机，设置在所述皮带上的螺旋桨模块。

4.如权利要求3所述的悬浮式输电线路除冰装置，其特征在于：所述螺旋桨模块包括设置在所述皮带上的螺旋桨保护框，设置在所述螺旋桨保护框内的螺旋桨驱动电机，设置在所述螺旋桨驱动电机输出轴上的螺旋桨，设置在所述螺旋桨后部且位于所述螺旋桨保护框上的导流电机，以及设置在所述导流电机输出轴上且与所述螺旋桨相配合的导流板。

5.如权利要求4所述的悬浮式输电线路除冰装置，其特征在于：所述第一压缩罐内设置氦气、氢气或氖气。

6.如权利要求5所述的悬浮式输电线路除冰装置，其特征在于：所述除冰基座上设置与所述悬浮气囊相配合的防撞金属网。

7.如权利要求6所述的悬浮式输电线路除冰装置，其特征在于：

所述辅助支撑机构包括设置在所述除冰基座上的第一两轴云台，设置在所述第一两轴云台上的第一辅助支撑伸缩杆，设置在所述第一辅助支撑伸缩杆端部的第二两轴云台，设置在所述第二两轴云台上的第二辅助支撑伸缩杆，设置在所述第二辅助支撑伸缩杆端部的且与输电线路相配合的电磁夹。

8.如权利要求7所述的悬浮式输电线路除冰装置，其特征在于：所述控制机构包括设置在所述除冰基座上的CPU，与所述CPU信号互联的风向传感器和风速传感器，与所述CPU信号互联的高清摄像头，与所述CPU信号互联且设置在除冰基座中心的MEMS陀螺仪和MEMS加速计，与所述CPU信号互联的可充电锂电池，与所述CPU信号互联的数据传输模块，与所述数据传输模块无线信号互联的平板电脑。

9.一种悬浮式输电线路除冰装置的使用方法，其特征在于：

S1：携带装置至待处理的输电线路附近，检查核实各个构件是否正常工作，然后通过平板电脑控制多个第一三通电磁阀向悬浮气囊中充气，从而使得装置在悬浮气囊的带动下，漂浮至输电线路附近；

S2：CPU根据风速传感器与风向传感器获得的风速数据与风向数据，通过转向电机将螺旋桨调整与风向相反的方向，且调整螺旋桨转速能够抵消风速，确保本装置能够顺利上升至输电线路附近；

S3：然后通过第一三通电磁阀排除其中气体，避免继续上升，实现装置在空中悬浮，然后通过高清摄像头锁定导线的坐标并通过辅助支撑机构使得电磁夹与输电线路进行固定；

S4：通过除冰机构中的辅助支撑伸缩杆与两轴云台使得环型板贴近输电线路的覆冰层，并开启除冰电机使得除冰钢刷进行除冰工作；

S5：在检测到需要大量除冰时，则会调整螺旋桨的位置，并调整适宜的角度与转速沿输电线路行走，实现持续除冰的效果；

S6：在完成除冰后，解除除冰机构与辅助支撑机构对输电线路的工作，并通过平板电脑控制本装置返回操控人员处，完成整个工作。